Обработка нежестких валов кратко
Обновлено: 05.07.2024
Настройте станок для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Проточите на валу шейку под люнет. Установите заготовку вала в центрах станка, проточите шейку под кулачки люнета на расстоянии примерно 72, 7з длины вала от левого торца заготовки. Поверхность шейки должна быть чистой и правильной цилиндрической формы для наименьшего снятия слоя металла.
2. Установите неподвижный люнет на направляющих станины станка. Перед установкой люнета (рис. 1) кулачки 4 при помощи винтов 3 разведите ориентировочно под параметр проточенной канавки вала и откиньте крышку 5. Установите корпус 1 люнета на станине против канавки вала, закрепите его планкой 8 и гайкой 7, крышку 5 закройте и закрепите гайкой (звездочкой) 6. Цифрой 2 обозначен стопорный винт.
3. Установите и закрепите кулачки люнета. Вращая верхний винт 3' (рис. 2), подведите кулачок до касания с поверхностью канавки и застопорите его винтом 2. Вращением боковых винтов 3" и 3"' проделайте то же самое, смажьте поверхность канавки маслом и приступите к обработке правой части вала 8 (части люнета 1, 2, 4, 5, 6", 7 те же, что и на рис. 1).
Для обработки левой части вал переставьте в центрах, кулачки люнета вновь отрегулируйте на обточенной поверхности вала.
4. Произведите обработку нежестких валов с применением:
а) модернизированного люнета (рис. 3).
Люнет состоит из основания 1, крышки 2, гайки 3 с контргайкой, стержней (кулачков) 4 с пружиной 5 (у верхнего стержня) и шарикоподшипниками 7, укрепленными непосредственно в двух нижних кулачках и в серьге 6 верхнего (вертикального) стержня 4, эксцентриковой рукоятки 8.
Настройку люнета произведите с помощью контрольного валика или по готовой детали путем подвода к поверхности обрабатываемого вала шарикоподшипников двух нижних кулачков, а затем посредством гайки 3 с контргайкой переместите кулачок 4 так, чтобы расстояние между основанием люнета и крышкой равнялось 3. 5 мм, после чего эксцентриковой рукояткой закройте крышку и произведите обработку вала. Для данной конструкции люнета не обязательно протачивать на валу специальную шейку. Овальность, неодинаковые диаметры отдельных участков детали (вала) воспринимаются пружиной 5;
б) люнета с подпружиненными шариками (рис. 4).
Люнет состоит из корпуса 1, втулки 2, установленной на
подшипниках А и Б, шариков 5, помещенных в обойме 3, винтов 7 для закрепления штырей б, пружин 4 и сухарей 9.
 |
Люнет установите и закрепите на направляющих станины, заготовку 8 пропустите между подпружиненными шариками и закрепите в центрах. Закрепление произведите винтами 7 и сухарями 9 штырей 6. Приступите к обработке вала;
в) люнета с самоустанавливающейся муфтой (рис. 5).
Кулачки А и Б люнета установите по контрольной оправке, диаметр которой равен диаметру сферического кольца 4, и закрепите. Муфту наденьте на обрабатываемый вал (без проточки шейки) и закрепите винтами 2 та. 7. Установите вал муфтой в кулачки А и Б люнета. Запустите станок и сделайте несколько оборотов шпинделя (вала), в результате чего кольцо 4, прижатое тарельчатой пружиной 5 с помощью гайки 6 к торцу втулки 1, самоустанавливается относительно кулачков люнета и оси центров станка. Винтами 3 соедините сферическое кольцо 4 с втулкой 1 и произведите обработку вала. Применение самоустанавливающейся муфты уменьшает в 10. 15 раз затраты времени на установку вала в люнете.
5. Обработайте отверстие большого диаметра длинной заготовки, установив ее одной стороной в патроне, а другой - в неподвижном люнете.
Обработанную по наружной поверхности заготовку б (рис. 6) установите и закрепите в 3-кулачковом патроне 7, с расточенными или прошлифованными кулачками в люнете 5 с самоцентрирующимся патроном.
Подрежьте торец резцом 1. Просверлите отверстие сверлом 2 и расточите его резцом 3, установленным в резцедержателе 4 до требуемого диаметра и длины (глубины).
1. Васильевых С.Л. Исследование виброустойчивости системы СПИЗ при интенсивном точении нежестких валов с различным технологическим оснащением. – Днепропетровск: Системные технологии, 2009. – 105 с.
2. Васильевых С.Л., Саитов В.Е. Исследование виброустойчивости продольного точения нежестких валов: монография. – Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 86 с.
Среди большого многообразия деталей машин свыше 30 % занимают детали типа тел вращения. Такие детали условно делят на три типа в зависимости от соотношения длины L к наибольшему наружному диаметру D.
При L/D > 1 – это валы, оси, шпиндели, штоки, гильзы, стержни, стволы и т.п. При 2 > L/D > 0,5 – включительно втулки, стаканы, пальцы, барабаны и др., а при L/D 12).
В виду малой жесткости обрабатываемого нежесткого вала технологическая система станок-приспособление-инструмент-заготовка оказывается крайне податливой к действию внешних поперечных сил и динамических факторов, сопутствующих процессу резания.
В связи с этим обработка таких деталей связана со значительными трудностями, обусловливаемыми деформацией обрабатываемой детали под действием усилия резания, а также возникновением вибрации детали в процессе обработки, которые бывают настолько интенсивными, что на практике вынуждают существенно снижать режим резания, прибегать к многопроходной обработке, приводят к снижению стойкости и долговечности режущего инструмента. Возникновение вибрации крайне нежелательно на конечных чистовых этапах обработки, когда резание происходит на малых глубинах, и нарушение безвибрационного движения детали и резца в зоне резания может привести к браку детали.
Проблема возникновения вибраций актуальна при металлообработке на станках в ЧПУ, так как кроме снижения точности обработки, вибрации в зоне резания могут приводить к ускоренному износу оборудования станка.
Наряду с этим, неуправляемые механические колебания со сравнительно большой амплитудой являются ограничивающим фактором при увеличении производительности процесса резания. Вместе с тем появление колебаний обусловлено наличием и взаимным влиянием технологических условий резания, внешних возмущающих сил и параметров упругой системы токарного станка. Поэтому повышение эффективности обработки нежестких валов, главным образом зависит от обеспечения устойчивости их обработки.
В настоящее время определение устойчивости часто проводится на основе опыта технолога. Существующие технологические методы определения устойчивости не обеспечивает необходимой точности. Связано это с тем, что используемые математические модели являются излишне упрощенными.
Успех в решении комплексной научной проблемы, заключающейся в повышении точности и производительности токарной обработки нежестких валов, наряду с традиционными способами в значительной степени предопределяется наличием адекватных математических моделей, способных описать взаимосвязь колебаний упругой системы станка и динамического процесса резания.
Согласно современному представлению, металлорежущий станок является сложной замкнутой многоконтурной динамической системой с большим многообразием сил и наличием различных обратных связей.
Основными элементами замкнутой динамической системы станка являются упругая система станка и динамический процесс резания.
Отсутствие в существующих математических моделях динамического процесса для несвободного косоугольного резания и учета нелинейных явлений, вызванных внедрением вершины резца в упруго-пластичную среду детали, делают их пригодными для описания лишь частных случаев свободного прямоугольного резания.
Недостаточность экспериментальной информации о таких определяющих динамический процесс резания составляющих как динамика стружкообразования, резание по следу, оставленному резцом на предыдущем обороте заготовки, нелинейные явления, вызванные внедрением вершины резца в упруго-пластичную среду детали, затрудняет решение практических задач по улучшению качества и точности обработки на металлорежущих станках.
При обтачивании нежестких валов применяют резцы ( табл. 11) с большим углом в плане ( до 90) для уменьшения радиальной составляющей усилия резания, неподвижные и подвижные люнеты. Под установку неподвижных люнетов протачивают с малой подачей и глубиной шейки или надевают на вал специальные муфты. С этой же установки протачивают контрольные пояски. Правильность шейки под люнет имеет исключительное значение, так как погрешность этой поверхности копируется на обрабатываемой поверхности. [16]
Если обтачивание нежестких валов производится на данном станке часто, то в неподвижном люнете следует сделать выточку, облегчающую и ускоряющую установку его кулачков. Для этого в патроне станка ( или в центрах) закрепляется жесткая скалка с резцом. [17]
Для уменьшения прогиба нежесткие валы обрабатывают с применением люнета. При обработке нежестких деталей усилия, удерживающие деталь, вызыв ают ее деформацию, величина которой зависит от формы и жесткости детали, усилия резания и способа закрепления. [18]
В серийном производстве нежесткие валы обычно изготовляются из калиброванного материала и заготовки их обрабатываются начерно не на токарных, а на бесцентрово-шлифоваль-ных станках. После этого устанавливают заготовки на токарном станке в патроне и неподвижном люнете, подрезают у них торцы и делают зацентровку. [19]
Нижняя опора и нежесткий вал позволяют ротору совершать угловые отклонения. [20]
Использование для обработки нежесткого вала неподвижного люнета без обработки шейки под его кулачки возможно лишь в том случае, если заготовка вала - чистотянутый прокат. Во всех других случаях необходимо обтачивание шейки, выполняемое при небольшой глубине резания и подаче резцом с большим главным углом в плане, возможно меньшим радиусом закругления вершкны и отрицательным углом наклона главной режущей кромки. [21]
В какой последовательности обрабатывают нежесткий вал . [22]
Бочкообразность возникает при обтачивании нежестких валов l / d 10 в центрах без люнетов. [24]
При обработке большой партии нежестких валов в корпусе / неподвижного люнета ( рис. 63) целесообразно расточить отверстие, ось которого должна совпадать с осью станка. Регулировку кулачков осуществляют путем измерения в нескольких местах расстояния h от поверхности шейки до выточки. [25]
Для уменьшения прогиба при обработке нежестких валов применяются неподвижные и подвижные люнеты ( фиг. Неподвижные люнеты устанавливаются по предварительно проточенным шейкам для кулачков, причем шейки должны быть проточены на заниженных режимах резания. [26]
Неподвижный люнет применяется для обработки нежестких валов , закрепленных в центрах с помощью планшайбы, хомутика, люнета и заднего центра. Такое устройство люнета позволяет устанавливать в нем валы различных диаметров. Прежде чем установить в люнете такой конструкции необточенную заготовку, следует проточить у нее посередине или в другом месте шейку под кулачки, длина которой должна быть немного больше ширины кулачка. [27]
На рис. 40 показана обработка нежесткого вала с применением подвижного люнета обычной конструкции. [28]
В условиях мелкосерийного производства обработка нежестких валов как в отношении последовательности, так и по приемам мало отличается от обработки этих валов в индивидуальном производстве; разница - только в расчленении ее на несколько операций, выгодном даже при изготовлении партий, насчитывающих от 2 до 5 деталей. [30]
В условиях многономенклатурного производства, все более применяются станки с ЧПУ, которые обеспечивают гибкую переналадку технологической системы и в связи с этим стоит задача совершенствования методов проектирования технологического процесса и технологической подготовки производства, которые бы в полной мере учитывали и более полно использовали технологические возможности станков с ЧПУ.
Технологические возможности металлорежущих станков с ЧПУ позволяют на этапе проектирования технологического процесса и разработке расчетно-технологических карт, учитывать погрешности от упругих деформаций путем коррекции положения режущего инструмента. На этих этапах необходимо использовать информацию о размерных связях в технологической системе и их изменение под влиянием факторов, проявляющихся при обработке. На рис.1 графически показана модель связей в структуре технологического процесса, условий обработки и показателей точности обработки валов. На ее основе получены количественные показатели, погрешности вала в продольном и поперечном сечении на всех этапах технологического процесса. Предложенная модель описания связей дает возможность определять коэффициенты наследования и передачи погрешностей по операциям и переходам, возможность проследить влияние изменения конструкторско-технологических характеристик заготовок в технологической системе и поиска такой области эксплуатации и допустимыми изменениями технологической системы, обеспечивающих заданные показатели точности деталей.
Читайте также: